(57)【要約】【課題】装置の大型化を招くことなく、光束分岐手段の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐ。【解決手段】被写体光束を撮像面に結像するレンズと撮像面の間に配置され、被写体光束を撮像光路外に分離させる反射面を具備する光束分岐手段１０３と、光束分岐手段で分離された被写体光束を受光してレンズの焦点調節のための信号を得る受光手段１１２と、光束分岐手段を、撮像光路内に位置させる作用位置と撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段２０１，２０４とを有し、保持手段が、光束分岐手段を撮像光軸と直交する平面内で、前記受光手段に対して略平行な方向に移動可能に保持している。【選択図】図２６
2007094073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光束を撮像面に結像するレンズと前記撮像面の間に配置され、被写体光束を撮像光路外に分離させる反射面を具備する光束分岐手段と、
前記光束分岐手段で分離された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、
前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段と、
を有し、
前記保持手段は、前記光束分岐手段を撮像光軸と直交する平面内で、前記受光手段に対して略平行な方向に移動可能に保持することを特徴とする合焦装置。
【請求項２】
被写体光束を撮像面に結像するレンズと前記撮像面の間に配置され、入射する被写体光束を撮像光路外に反射する反射面を具備する光束分岐手段と、
前記光束分岐手段で反射された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、
前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段と、
を有し、
前記保持手段は、前記光束分岐手段を前記入反射光軸を含む平面と略直交する方向に移動可能に保持することを特徴とする合焦装置。
【請求項３】
被写体光束を反射させて撮像面に結像する屈曲光学系と前記撮像面の間に配置され、被写体光束を撮像光路外に分離させる反射面を具備する光束分岐手段と、
前記光束分岐手段で分離された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、
前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段と、
を有し、
前記保持手段は、前記光束分岐手段を撮像光軸と直交する平面内で、前記受光手段に対して略平行な方向に移動可能に保持することを特徴とする合焦装置。
【請求項４】
被写体光束を反射させて撮像面に結像する屈曲光学系と前記撮像面の間に配置され、入射する被写体光束を撮像光路外に反射する反射面を具備する光束分岐手段と、
前記光束分岐手段で反射された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、
前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段と、
を有し、
前記保持手段は、前記光束分岐手段を前記入反射光軸を含む平面と略直交する方向に移動可能に保持することを特徴とする合焦装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の合焦装置を具備したことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズと撮像面間に配置され、被写体光束を撮像光路外に分離させる光束分岐手段を有する合焦装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体光束を分離して、この被写体光束を焦点検出の為の受光素子に導く方法は従来から提案されている。特許文献１は、ズームレンズを備えたカメラに関し、ズームレンズの光路の途中で光束を分離して、この分離した光束によって焦点検出を行う技術の開示例であり、特許文献２は、結像光学系で形成された１次物体像をＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの２次元受光センサ上に結像し、光学像を光電変換して物体に関する画像出力を得るデジタル一眼レフカメラに関する開示例である。
【０００３】
これらの提案においては、ビームスプリッタ等の光束分岐手段により被写体光束を撮像センサと焦点検出センサに分けて入射させ、焦点検出センサ側で焦点状態を検出し、撮像センサ側で撮影を行う構成にしている。
【０００４】
また、特許文献３は、焦点検出用センサを撮像光軸内に挿入、退避可能であり、合焦動作を行う時は焦点検出用センサを撮像光軸内に挿入させ、撮影時には光軸外に退避させる構成にしている。
【特許文献１】特開昭６３−１９５６３０号公報
【特許文献２】特開２００３−１４０２４６号公報
【特許文献３】特開平１１−３５２３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来例においては、被写体光束内にビームスプリッタや主ミラー等の光束分岐手段が設けられているが、このような光束分岐手段を用いると一般的に撮像センサに入射する光量が減じられる。その対策として、特許文献２では、撮影時には光束分岐手段の一部（主ミラー）を退避させて全光量がセンサに入射する構成にしている。しかし、この場合には、毎回撮影の度に光束分岐手段の退避動作を行うので、その退避動作に伴うメカの不安定要素が合焦精度に影響するという問題がある。
【０００６】
（発明の目的）
本発明の目的は、装置の大型化を招くことなく、光束分岐手段の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことのできる合焦装置および撮像装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、被写体光束を撮像面に結像するレンズと前記撮像面の間に配置され、被写体光束を撮像光路外に分離させる反射面を具備する光束分岐手段と、前記光束分岐手段で分離された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段とを有し、前記保持手段が、前記光束分岐手段を撮像光軸と直交する平面内で、前記受光手段に対して略平行な方向に移動可能に保持する合焦装置、または、該合焦装置を具備する撮像装置とするものである。
【０００８】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、被写体光束を撮像面に結像するレンズと前記撮像面の間に配置され、入射する被写体光束を撮像光路外に反射する反射面を具備する光束分岐手段と、前記光束分岐手段で反射された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段とを有し、前記保持手段が、前記光束分岐手段を前記入反射光軸を含む平面と略直交する方向に移動可能に保持する合焦装置、または、該合焦装置を具備する撮像装置とするものである。
【０００９】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、被写体光束を反射させて撮像面に結像する屈曲光学系と前記撮像面の間に配置され、被写体光束を撮像光路外に分離させる反射面を具備する光束分岐手段と、前記光束分岐手段で分離された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段とを有し、前記保持手段が、前記光束分岐手段を撮像光軸と直交する平面内で、前記受光手段に対して略平行な方向に移動可能に保持する合焦装置、または、該合焦装置を具備する撮像装置とするものである。
【００１０】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、被写体光束を反射させて撮像面に結像する屈曲光学系と前記撮像面の間に配置され、入射する被写体光束を撮像光路外に反射する反射面を具備する光束分岐手段と、前記光束分岐手段で反射された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段とを有し、前記保持手段が、前記光束分岐手段を前記入反射光軸を含む平面と略直交する方向に移動可能に保持する合焦装置、または、該合焦装置を具備する撮像装置とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、装置の大型化を招くことなく、光束分岐手段の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことができる合焦装置または撮像装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態は、以下に記載の実施例１ないし実施例３に示す通りである。
【実施例１】
【００１３】
図１（ａ）は本発明の実施例１に係わるデジタルカメラの側面断面図であり、図１（ｂ）は同じく本発明の実施例１に係わるデジタルカメラの上面断面図である。これらは、焦点調節を行って撮影画像及び撮影準備時に背面のディスプレイ装置に表示用画像を取り込む状態である。
【００１４】
図１（ａ），（ｂ）において、１０１はデジタルカメラ、１０２は物体像を形成するための結像光学系、１０４は結像光学系１０２の光軸、１０５は結像光学系１０２を収納するレンズ鏡筒である。
【００１５】
上記の結像光学系１０２は不図示のエネルギー源と不図示の駆動機構により結像位置を光軸１０４の方向に調節可能である。フォーカシングレンズを柔軟性のある透明弾性部材や液体レンズで構成し、界面形状を変化させて屈折力を変えることで、物体にピントを合わせることもできる。結像光学系１０２は単焦点レンズ、ズームレンズ、あるいはシフトレンズ等であっても良い。また、種々の特性（Ｆナンバーや焦点距離など）を具備した結像光学系に交換可能であっても良い。この結像光学系１０２を構成するレンズの材質として、アクリル樹脂に大きさが５ｎｍから３０ｎｍ程度の酸化ニオブ粒子を均一に分散させたコンポジット材を使用可能である。これによると、屈折率が１．８程度と高屈折率でありながらガラスよりも衝撃に強く、しかも射出成形で安価に製造可能である。
【００１６】
１０３は光束分岐手段であるビームスプリッタ、１１０はビームスプリッタ１０３内における光軸、１１１はシャッタレリーズ釦、１０８は画像データを格納するメモリカード、１０９は光学ファインダの接眼レンズである。１０６は２次元型ＣＣＤやＣＭＯＳ受光センサであるところの撮像素子、１１２はＡＦモジュールに含まれる焦点検出用センサ、１１３は光学ローパスフィルタである。表示画像の取り込み時および撮影時には、ビームスプリッタ１０３、光学ローパスフィルタ１１３を透過した光束が撮像素子１０６上に投影されるようになっている。１１４は光路長補完光学系である平板ガラスであり、ビームスプリッタ１０３が光束内（光軸１０４上）から矢印１０３ｙ方向に退避するのにつれて撮像光束内に挿入されて光路長の変化を補完する役割をしている。
【００１７】
１０７はカメラの背面に取り付けられたディスプレイ装置であり、撮像素子１０６で捉えられた物体像が該ディスプレイ装置１０７上に表示される。使用者は撮影準備時に直接これを観察して撮影構図を定めることができる。このディスプレイ装置１０７は、有機ＥＬ空間変調素子や液晶空間変調素子、微粒子の電気泳動を利用した空間変調素子などで構成されると消費電力が小さくかつ薄型となり、都合が良い。
【００１８】
撮像素子１０６は、間引き読み出しによるディスプレイ装置１０７用の画像出力動作と撮影時には全ての画素を読み出す高精彩画像出力動作を行う。
【００１９】
図２はデジタルカメラ１０１の電気的構成を示すブロック図である。まず、物体像の撮像、記録に関する部分から説明する。
【００２０】
デジタルカメラ１０１は、撮像系、画像処理系、記録再生系、制御系を有する。撮像系は、結像光学系１０２、撮像素子１０６を含む。画像処理系は、Ａ／Ｄ変換器１３０、ＲＧＢ画像処理回路１３１およびＹＣ処理回路１３２を含む。記録再生系は、記録処理回路１３３および再生処理回路１３４を含む。また、制御系は、カメラシステム制御回路１３５、情報表示回路１４２、操作検出回路１３６および撮像素子駆動回路１３７を含む。１３８は外部のコンピュータ等に接続して、データの送受信をするための規格化された接続端子である。これらの電気回路は不図示の小型燃料電池によって駆動される。
【００２１】
撮像系は、物体からの光を結像光学系１０２を介して撮像素子１０６の撮像面に結像する光学処理系であり、結像光学系１０２の不図示の絞りとメカニカルシャッタを調節し、適切な光量の物体光を撮像素子１０６に露光する。撮像素子１０６は、正方画素が長辺方向に３２６４個、短辺方向に２４４８個並べられ、合計約８００万個の画素数を有する受光素子が適用される。そして、各画素にＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）のカラーフィルタを交互に配して４画素が一組となる所謂ベイヤー配列を形成している。ベイヤー配列では、観察者が画像を見たときに強く感じやすいＧの画素をＲやＢの画素よりも多く配置する事で、総合的な画像性能を上げている。一般に、この方式の撮像素子を用いる画像処理では、輝度信号の多くの部分をＧから生成し、色信号はＲ，Ｇ，Ｂから生成する。
【００２２】
撮像素子１０６から読み出された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１３０を介して画像処理系に供給される。Ａ／Ｄ変換器１３０は露光した各画素の信号の振幅に応じた、たとえば１２ビットのデジタル信号に変換して出力する信号変換する回路であり、これ以降の画像信号処理はデジタル処理にて実行される。
【００２３】
画像処理系は、Ｒ，Ｇ，Ｂのデジタル信号から所望の形式の画像信号を得る信号処理回路であり、Ｒ，Ｇ，Ｂの色信号を輝度信号Ｙおよび色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）にて表わされるＹＣ信号などに変換する。ＲＧＢ画像処理回路１３１は、Ａ／Ｄ変換器１３０を介して撮像素子１０６から受けた３２６４×２４４８画素の画像信号を処理する信号処理回路である。このＲＧＢ画像処理回路１３１は、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路、補間演算による高解像度化を行う補間演算回路を有する。
【００２４】
ＹＣ処理回路１３２は、輝度信号Ｙおよび色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を生成する信号処理回路である。このＹＣ処理回路１３２は、高域輝度信号ＹＨを生成する高域輝度信号発生回路、低域輝度信号ＹＬを生成する低域輝度信号発生回路、および、色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を生成する色差信号発生回路で構成されている。輝度信号Ｙは高域輝度信号ＹＨと低域輝度信号ＹＬを合成することによって形成される。
【００２５】
記録再生系は、メモリへの画像信号の出力とディスプレイ装置１０７への画像信号の出力とを行う処理系である。この記録再生系に含まれる記録処理回路１３３はメモリへの画像信号の書き込み処理および読み出し処理を行い、再生処理回路１３４はメモリから読み出した画像信号を再生して、ディスプレイ装置１０７に出力する。また、記録処理回路１３３は、静止画像および動画像を表わすＹＣ信号を所定の圧縮形式にて圧縮し、また、圧縮データを読み出した際に伸張する圧縮伸張回路を内部に有する。圧縮伸張回路は、信号処理のためのフレームメモリなどを含み、このフレームメモリに画像処理系からのＹＣ信号を１画像毎に蓄積して、それぞれ複数のブロック毎に読み出して圧縮符号化する。圧縮符号化は、例えば、ブロック毎の画像信号を２次元直交変換、正規化およびハフマン符号化することにより行われる。再生処理回路１３４は、輝度信号Ｙおよび色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）をマトリックス変換して、例えばＲＧＢ信号に変換する回路である。再生処理回路１３４によって変換された信号はディスプレイ装置１０７に出力され、可視画像が表示再生される。
【００２６】
制御系は、シャッタレリーズ釦１１１等の操作を検出する操作検出回路１３６と、その検出信号に応動して各部を制御し、撮像の際のタイミング信号などを生成して出力するカメラシステム制御回路１３５を含む。さらには、カメラシステム制御回路１３５の制御の下に、撮像素子１０６を駆動する駆動信号を生成する撮像素子駆動回路１３７と、光学ファインダ内の情報表示装置やカメラの外面にある情報表示装置を制御する情報表示回路１４２を含む。また、制御系は、外部操作に応動して撮像系、画像処理系、記録再生系をそれぞれ制御する。そして、例えば、シャッタレリーズ釦１１１の押下を検出して、撮像素子１０６の駆動、ＲＧＢ画像処理回路１３１の動作、記録処理回路１３３の圧縮処理などを制御する。さらに情報表示回路１４２によって光学ファインダ等に情報表示を行う情報表示装置の各セグメントの状態を制御する。
【００２７】
カメラシステム制御回路１３５にはさらにＡＦ制御回路１４０とレンズシステム制御回路１４１が接続されている。これらはカメラシステム制御回路１３５を中心にして各々の処理に必要とするデータを相互に通信している。ＡＦ制御回路１４０は、撮影画面上の所定位置に対応して設定された焦点検出用センサ１１２の焦点検出視野の信号出力を得て焦点検出信号を生成し、結像光学系１０２の結像状態を検出する。デフォーカス量が検出されると、これを結像光学系１０２の一部の要素であるフォーカシングレンズの駆動量に変換し、カメラシステム制御回路１３５を中継してレンズシステム制御回路１４１に送信する。また、移動する物体に対しては、シャッタレリーズ釦１１１が押下されてから実際の撮像制御が開始されるまでのタイムラグを勘案し、適切なレンズ位置を予測してフォーカシングレンズ駆動量を指示する。物体の輝度が低く、十分な焦点検出精度が得られないと判定されるときには、不図示の閃光発光装置、あるいは不図示の白色ＬＥＤや蛍光管によって物体を照明し、不足していた輝度を補う。
【００２８】
レンズシステム制御回路１４１は、フォーカシングレンズの駆動量を受信すると、不図示の駆動機構によって結像光学系１０２内のフォーカシングレンズを光軸１０４方向に移動させて、物体にピントを合わせる。一連のピント調節動作の結果、ＡＦ制御回路１４０によって、物体にピントが合ったことが検出されると、この情報はカメラシステム制御回路１３５に伝えられる。このとき、シャッタレリーズ釦１１１が２段目まで押下され、ビームスプリッタ１０３を撮像光束外に位置させる方が良い場合には、後述する機構によってビームスプリッタ１０３と平板ガラス１１４が入れ代わる。これにより、高精細画像が光学ローパスフィルタ１１３を透過した光束で形成され、前述のごとく撮像系、画像処理系、記録再生系による撮像制御がなされる。この際、結像光学系１０２のピント変動が生じないように、ビームスプリッタ１０３があった位置に平板ガラス１１４が挿入されるので、ピントの補正をする必要は無い。したがって、高速な焦点検出動作を損ねることなく短いレリーズタイムラグを実現できる。
【００２９】
図３（ａ）はデジタルカメラ１０１のレンズ鏡筒１０５部分の撮影準備状態での側面断面図であり、図３（ｂ）はデジタルカメラ１０１のレンズ鏡筒１０５部分の撮影準備状態での上面断面図である。図４（ａ）は撮影状態での側面断面図であり、図４（ｂ）は撮影状態での上面断面図である。また、図５はビームスプリッタ１０３の断面図、図６はビームスプリッタ１０３の斜視図、図７はビームスプリッタ１０３の分解斜視図である。これらの図を用いてビームスプリッタ１０３とその周辺部分について詳述する。
【００３０】
ビームスプリッタ１０３は結像光学系１０２を構成するレンズ群の後端と撮像素子１０６の間に位置する。１０２ａはフォーカシングレンズであって、光軸１０４方向に移動することで、ピント調節を行う。撮像素子１０６はレンズ鏡筒１０５の不図示の固定地板に対して位置決めされている。また、可視波長域においてビームスプリッタ１０３の光学長は平板ガラス１１４の厚みにより定まる光学長に一致させてある。よって、図３（ａ），（ｂ）に示したビームスプリッタ１０３が図４のように退避して、その位置に平板ガラス１１４が挿入された時にも、結像光学系１０２の撮像素子１０６上への結像状態は変化しない。
【００３１】
概略の撮像シーケンスは次の通りである。シャッタレリーズ釦１１１の第１段階押下を検出したら、撮像素子１０６を駆動してビームスプリッタ１０３を透過した光束によって物体像を繰り返し撮像し、ディスプレイ装置１０７に物体像のリアルタイム表示を行う。また、ビームスプリッタ１０３で分割された可視波長域の光束によって焦点検出用センサ１１２を用いて焦点検出を行う。所定量以上のデフォーカス量が検出されたら、フォーカシングレンズ１０２ａの駆動量を算出し、その量だけフォーカシングレンズ１０２ａを光軸１０４方向に動かして焦点調節を行う。焦点調節終了後に再び焦点検出用センサ１１２を用いて焦点検出を行い、デフォーカス量が所定の範囲内にあることを確認したら、音や光による合焦表示を出す。
【００３２】
シャッタレリーズ釦１１１の第２段階押下を検出したら、後述する機構によりビームスプリッタ１０３を図３（ｂ）の結像光学系１０２の光路から矢印１０３ｙの方向に退避させ、代わりに平板ガラス１１４を挿入する（図４（ａ），（ｂ）参照）。撮像素子１０６を駆動して高精細モードでの撮像を行う。そして、撮影終了後に平板ガラス１１４を結像光学系１０２の光路から退避させて、ビームスプリッタ１０３を元の位置に戻す（図３（ａ），（ｂ）参照）。撮像された物体像に関する画像データをメモリに書き込む。
【００３３】
さて次に、光分割機能について詳述する。ビームスプリッタ１０３は、図５〜図７に示すように、２つのプリズム１０３−１と１０３−２を光分割機能面１０３ａで貼り合わせたものである。ビームスプリッタ１０３の光入射面は、プリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｂで構成され、直進光の射出面はプリズム１０３−１の面１０３−１ｄとプリズム１０３−２の面１０３−２ｄで構成されている。プリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｂの段差や、プリズム１０３−１の面１０３−１ｄとプリズム１０３−２の面１０３−２ｄの段差はない。また、プリズム１０３−１の面１０３−１ｂと面１０３−１ｄ、および、プリズム１０３−２の面１０３−２ｂと面１０３−２ｄは平行である。したがって、ビームスプリッタ１０３は直進する光に対し平行平板として機能する。
【００３４】
プリズム１０３−１の面１０３−１ｂと光分割機能面１０３ａ、および、プリズム１０３−２の面１０３−２ｄと光分割機能面１０３ａとは異なる傾斜角度を有する。そして、プリズム１０３−１の面１０３−１ｂと光分割機能面１０３ａ、および、プリズム１０３−２の面１０３−２ｂと光分割機能面１０３ａはそれぞれ交差する。
【００３５】
ビームスプリッタ１０３の光分割機能面１０３ａは、所望の光学特性を得るためにプリズム１０３−２の面１０３−２ａ上に誘電体多層膜を形成している。そして、インデックスマッチングをとった光学用接着剤を用いてプリズム１０３−１の面１０３−１ａと貼り合わせることによって形成される。光分割機能面１０３ａの光学特性は図８に示す通りであって、波長４００ｎｍから１０００ｎｍまでの分光透過率特性は５００ｎｍ付近に極小値を持つ谷型、一方、分光反射率特性は５００ｎｍ付近に極大値を持つ山型である。すなわち、所定波長域の入射光のうちの一部を反射し、他の一部を透過する。誘電体多層膜の特徴として、吸収をほとんど無視できる程に小さく出来る。よって、光分割機能面１０３ａにおいて入射光は撮像素子１０６か焦点検出用センサ１１２かの何れかの方向に分かれることになる。
【００３６】
ここで、４５０ｎｍから６５０ｎｍまでの可視域についてみると、分光透過率特性はおよそ４５％で一定している。カラーカメラでは撮像素子１０６の感度域を視感度域に合致させるので、撮像素子１０６の感度波長域では分光反射率特性がフラットであると言える。
【００３７】
プリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｂによる光入射面からビームスプリッタ１０３の内部に入射した光束のうち、光分割機能面１０３ａで反射した光束は、プリズム１０３−２の面１０３−２ｂで全反射する。そして、面１０３−２ｃから射出する。面１０３−２ｃに対向する位置には焦点検出用センサ１１２が設けられ、ビームスプリッタ１０３からの光束が入射している。これによって焦点検出機能が動作する。
【００３８】
このように、ビームスプリッタ１０３で分割された光束の分光特性を直進光と実質的に同一としてあり、この光束によって焦点検出機能を動作させる。ここでの分光反射率特性はおよそ５５％であるので、十分な光量により高精度な焦点検出が可能である。なお、焦点検出用センサ１１２の分光感度を厳密に撮像素子１０６に合わせるために、焦点検出用センサ１１２の入射面保護ガラスなどに赤外線カット機能を付加しておくとさらに良い。
【００３９】
プリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｂには、ＮＤ（Neutral Density）フィルタが形成されている。このＮＤフィルタは一種の光吸収膜で、クロメルなどの蒸着膜が用いられ、非常に広い波長域に対してフラットな透過特性を得ることが出来る。クロメルはニッケル（Ｎｉ）を主成分とした合金で、Ｃｒ：７．０〜１０．５％、Ｍｎ：１．５％以下、Ｓｉ：１．０以下、といった組成比を有する。
【００４０】
図９はクロメルの蒸着膜を用いたＮＤフィルタの光学特性の例である。４５０ｎｍから６５０ｎｍまでの可視域についてみると分光透過率はおよそ４５％で一定であり、吸収が多いのでこの間の分光反射率はおよそ１５％となる。
【００４１】
次に、焦点検出用センサ１１２について説明する。図１０は焦点検出用センサ１１２による焦点検出視野を示す図である。
【００４２】
図１０において、１２０は撮像範囲を観察範囲としたファインダ視野、１２１−１から１２１−９までは焦点検出視野である。焦点検出視野は撮像範囲の中央付近に設定すると使い勝手が良いカメラとなる。縦方向の画素列によって構成された焦点検出視野は、縦方向の輝度分布に対して感度があるので、例えば、横線に対する焦点検出が可能である。他方、横方向の画素列によって構成された焦点検出視野は、横方向の輝度分布に対して感度があるので、例えば、縦線に対する焦点検出が可能である。
【００４３】
実際の焦点検出用センサ１１２は、図１１のように構成される。図１１は焦点検出用センサ１１２の平面図であって、１１２−１から１１２−９は焦点検出視野１２１−１〜１２１−９を構成する画素列である。
【００４４】
図１２は焦点検出用センサ１１２の焦点検出視野（例えば１２１−１）の画素部の断面図である。図１３（ａ）は焦点検出用センサ１１２の１画素の光電変換部を表す平面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示す光電変換部上に配置されるマイクロレンズを示す、焦点検出用センサ１１２の１画素の平面図である。
【００４５】
光は、図１２においては、図中上方から焦点検出用センサ１１２に入射し、図１３（ａ），（ｂ）においては、紙面手前方向から焦点検出用センサ１１２に入射する。焦点検出用センサ１１２はワンチップ型マイクロレンズを有するＣＭＯＳ型のセンサで、このマイクロレンズの働きで焦点検出光束のＦナンバーを規定できる。
【００４６】
図１２において、１５１はシリコン基板、１５２Ａと１５２Ｂは埋め込みフォトダイオードの光電変換部である。１５４はアルミニウムあるいは銅による遮光性を有する第１配線層、１５５はアルミニウムあるいは銅を用いた第２配線層である。１５６はシリコン酸化膜、疎水性多孔質シリカ、シリコン酸化窒化膜、あるいはシリコン窒化膜などによる層間絶縁膜とパッシベーション膜である。１５８はマイクロレンズ、１５７は第２配線層１５５からマイクロレンズ１５８までの距離を高精度に設定するための平坦化層である。第１配線層１５４と第２配線層１５５は離散的に設けられた開口を備えた金属膜であって、開口以外は可視光を通さない。第１配線層１５４と第２配線層１５５は焦点検出用センサ１１２を動作させる電気的な機能と受光光束の角度特性を制御する光学的な機能を併せ持っている。平坦化層１５７は熱硬化型の樹脂や紫外線硬化型の樹脂をスピンコートした後にキュアするとか、樹脂フィルムを接着するといった手法で形成する。
【００４７】
光電変換部１５２Ａ，１５２Ｂは、図１３（ａ）に示すように、ジグザグ形をしており、端部にはそれぞれ回路部１５９Ａ，１５９Ｂが接続されている。回路部１５９Ａ，１５９Ｂ内には転送スイッチとして働く転送用ＭＯＳトランジスタ、リセット電位を供給するリセット用ＭＯＳトランジスタを有する。さらには、ソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタ、選択的にソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタから信号を出力させるための選択用ＭＯＳトランジスタ等を有する。光電変換部１５２（１５２Ａ，１５２Ｂ）の上には、図１３（ｂ）に示すように、１画素につき５個のマイクロレンズ１５８がやはりジグザグ形に連なって設けられている。
【００４８】
ここで、マイクロレンズ１５８は、樹脂、ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４などで形成され、単に集光のためではなく結像のために使用するので軸対称型の球面レンズ、あるいは軸対称型の非球面レンズである。対称軸１６０（図１２参照）を持つ形状であるために平面的に見ると円形であるが、一画素に複数のマイクロレンズを設けたことによって、画素ピッチを小さくしながらも１画素の受光面積を大きくすることが出来ている。したがって、低輝度の物体に対しても十分な焦点検出出力が得られる。また、例えば蒲鉾型など対称軸を持たない形状はレンズとしての結像作用が無いので、この焦点検出用センサ１１２には適当でない。なお、マイクロレンズ１５８には、光の表面反射を抑制するために、その表面に低屈折率の薄膜や可視光の波長以下の微細構造（所謂Sub-WaveLength Structure）を形成しても良い。
【００４９】
ビームスプリッタ１０３を射出した光束は、焦点検出用センサ１１２のマイクロレンズ１５８に先ず入射し、次に第２配線層１５５に設けられた開口１５５Ａと第１配線層１５４に設けられた開口１５４Ａを通り抜けた成分が光電変換部１５２Ａに入射する。その後は、第２配線層１５５に設けられた開口１５５Ａと第１配線層に設けられた開口１５４Ｂを通り抜けた成分が光電変換部１５２Ｂに入射して、それぞれ電気信号に変換される。開口を形成するための遮光層と第１配線層１５４および第２配線層１５５を兼用したので、開口のための遮光層を特別に設ける必要が無く、焦点検出用センサ１１２の構成を簡略化することが出来ている。
【００５０】
図１４と図１５は、図１３に示した画素を連結して焦点検出に使用するための画素列とした状態を表す平面図と斜視図である。
【００５１】
図１４では、光電変換部１５２（１５２Ａ，１５２Ｂ）とマイクロレンズ１５８との位置関係がわかるように両端のマイクロレンズの図示を省略し、光電変換部が見えるようにしてある。また、図１５では、構成要素のうち、光電変換部１５２、第１配線層１５４、第２配線層１５５、およびマイクロレンズ１５８を抜き出し、上下方向に分解して示している。１画素の境界を分かりやすくするため、第１配線層上と第２配線層上に光電変換部のジグザグの形状を射影して破線で示している。
【００５２】
図１４において、点々を付した５個のマイクロレンズ１５８ａが１画素を構成し、こういった画素が横方向に多数連なって図１１に示した画素列１１２−１から１１２−９を形成している。ジグザグに並んだマイクロレンズが隣接する画素のマイクロレンズとの間をちょうど埋めるため、画素列上にはマイクロレンズが密に敷きつめられることとなる。したがって、マイクロレンズに入射せず利用できない光束は、ほとんど無視できる程度に少ない。
【００５３】
また、配列方向について注目したとき、ジグザグに並んでいることによって、ナイキスト周波数付近の画素の周波数レスポンスを下げることが出来ている。この結果、ナイキスト周波数以上の高い空間周波数成分を含む物体像が投影させても折り返し歪みを生じ難く、後述する焦点検出用センサ１１２の出力信号波形間の位相差検出が高精度で行える。更に、画素列の周囲には光電変換部上に配置せず、光電変換に寄与しないハッチングで示したマイクロレンズ１５８ｂを形成してある。これは、できるだけ均一にマイクロレンズを敷きつめた方がマイクロレンズを精度良く製作できるという製造上の理由からである。
【００５４】
図１５に示した第１配線層１５４は、菱形ようの多数の開口１５４Ａ，１５４Ｂを有している。これらの開口１５４Ａ，１５４Ｂは、平面図である図１６に示すように、マイクロレンズ１５８の各々に対応して一対ずつ設けられ、その深さ方向はマイクロレンズ１５８の焦点の近傍に位置している。こういった構成により、開口１５４Ａ，１５４Ｂがマイクロレンズ１５８によって結像光学系１０２の射出瞳上に逆投影されるので、画素が取り込む光束の受光角度特性を開口１５４Ａ，１５４Ｂの形状によって決めることが可能となる。第２配線層１５５に設けられた開口１５５Ａは第１配線層１５４の開口１５４Ａ，１５４Ｂ以外の開口部に光が入射するのを防ぐための絞りである。この結果、開口１５４Ａ，１５４Ｂに入射できた光束だけが、それぞれ光電変換部１５２Ａ，１５２Ｂに入射する。ここで、焦点検出用センサ１１２の各画素列から出力される出力信号に不均一を生じさせないために、１つの焦点検出視野を形成する画素列については開口１５４Ａ，１５４Ｂの形状は一定である。
【００５５】
図１７と図１８は、図１０に示した焦点検出視野１２１−１（画素列１１２−１）の部分断面図である。各マイクロレンズ１５８は第１配線層１５４の開口１５４Ａ，１５４Ｂを結像光学系１０２の射出瞳に逆投影している。よって、図１７に示すように、光束１３２Ａが開口１５４Ａを通過できるということは、光束１３２Ａが第１配線層１５４の開口１５４Ａの逆投影像から射出して来るということと等価である。
【００５６】
同様に、図１８に示すように、光束１３２Ｂが開口１５４Ｂを通過できるということは、光束１３２Ｂが第１配線層１５４の開口１５４Ｂの逆投影像から射出して来るということと等価である。したがって、開口１５４Ａ，１５４Ｂの逆投影像以外から焦点検出用センサ１１２に入射した光線は必ず第１配線層１５４か第２配線層１５５に阻止されて光電変換部１５２Ａ，１５２Ｂまで到達できず、光電変換されることはない。１つの焦点検出視野を構成する画素列について、光電変換部１５２Ａからの出力信号を配列して得た出力信号波形と、光電変換部１５２Ｂからの出力信号を配列して得た出力信号波形との間には、焦点検出視野上に結像光学系１０２によって形成された物体像の結像状態に応じて、相対的に横シフトした状態が観測される。これは、結像光学系の射出瞳上で光束の通過する領域が、光電変換部１５２Ａからの出力信号を配列して得た出力信号波形と、光電変換部１５２Ｂからの出力信号を配列して得た出力信号波形とでは異なるためである。前ピン、後ピンでは出力信号波形のシフト方向が逆になり、相関演算などの手法を用いてこの位相差（シフト量）を方向を含めて検出するのが焦点検出の原理である。
【００５７】
図１９と図２０は、ＡＦ制御回路１４０に入力された焦点検出用センサ１１２の出力信号波形を示す図である。横軸は画素の並びを、縦軸は出力値を、それぞれ表している。
【００５８】
図１９は物体像にピントが合っていない状態での出力信号波形、図２０は物体像にピントが合った状態での出力信号波形である。このように、先ず、一組の信号の同一性を判定することで合焦検知を行うことができる。さらに、相関演算を用いた公知の手法、例えば特公平０５−０８８４４５号公報に開示されている手法を用いて位相差を検出することにより、デフォーカス量を求めることができる。得られたデフォーカス量を結像光学系１０２のフォーカシングレンズ１０２ａを駆動すべき量に換算すれば、自動焦点調節が可能である。フォーカシングレンズ１０２ａを駆動すべき量があらかじめ分かるので、通常、合焦位置までのレンズ駆動はほぼ一回で済み、極めて高速な焦点調節ができる。
【００５９】
ここで、焦点検出光束について説明する。焦点検出用センサ１１２は、焦点検出視野毎に受光角度特性を制御することによって、焦点検出視野毎に焦点検出光束のＦナンバーを異ならせてある。結像光学系の射出瞳上で光束の通過する領域の大きさは，中央の焦点検出視野１２１−１で大きく、周辺の焦点検出視野、例えば、１２１−４では小さい。
【００６０】
図２１は結像光学系１０２の射出瞳上での焦点検出光束の通過領域を説明するための図である。瞳領域１４１は焦点検出視野１２１−１の端部から見たときの結像光学系１０２の口径蝕を表す。また、瞳領域１４５は焦点検出視野１２１−４，１２１−５，１２１−６，１２１−７の端部から見たときの結像光学系１０２の口径蝕である。これに対して、焦点検出視野１２１−１の焦点検出光束の通過領域１４３Ａ，１４３Ｂは瞳領域１４１の内側に位置している。また、焦点検出視野１２１−４の焦点検出光束の通過領域１４４Ａ，１４４Ｂは瞳領域１４５の内側に位置している。
【００６１】
焦点検出光束の通過領域は広いほど受光センサに投射する光量が多くなって、低輝度の物体の焦点検出も高精度に行うことができるようになる。この構成を物体光の利用効率の観点から見てみると、結像光学系の特性として瞳領域が大きい画面中央の焦点検出視野１１２−１では、実際の焦点検出光束の通過領域も大きくなる。一方、結像光学系の特性として瞳領域が狭く、けられが生じ易くなっている画面周辺の焦点検出視野１２１−４では、実際の焦点検出光束の通過領域も狭い。したがって、画面中央での光量と画面周辺での焦点検出視野の配置という２つの要求をうまく満たし、極めて効率的に物体光の利用が図られていることが分かる。
【００６２】
次に、ビームスプリッタ１０３上での焦点検出光束の通過領域について説明する。図２２は焦点検出光束を描いたビームスプリッタ１０３及びその近傍を示す断面図である。
【００６３】
図２２において、１７０は焦点検出用センサ１１２の焦点検出視野１２１−３へ向かう焦点検出光束、１７１は焦点検出視野１２１−１へ向かう焦点検出光束、１７２は焦点検出視野１２１−２へ向かう焦点検出光束である。焦点検出光束１７０，１７１，１７２は光分離機能面１０３ａで反射した後、面１０３−２ｂでは空気とプリズム１０３−２の屈折率差で全反射し、面１０３−２ｃから射出する。この断面においては、全焦点検出光束内で焦点検出光束１７０と１７２が最も外側を通過するので、各面の有効範囲の大きさを決める上では焦点検出光束１７０と１７２に注目すればよい。
【００６４】
ビームスプリッタ１０３は結像光学系１０２の一部であるので、その厚みを出来るだけ薄く構成する方が、結像光学系１０２のコンパクト化に有利である。特に、結像光学系１０２を沈胴させてカメラ本体の内部に収納する場合には、この結像光学系１０２の光学面間隔のうち空気の長さが大きいほど、収納時の寸法を短く出来る。ビームスプリッタ１０３の厚さＴを出来るだけ小さくするためには、光分離機能面１０３ａの寸法Ｌと面１０３−２ｃの寸法Ｄの設定を、少なくとも焦点検出光束を通す最小の値に製作上考慮すべき誤差量を加算した値とすればよい。
【００６５】
このような考えに基づいてビームスプリッタ１０３の厚さＴを設定すると、図１０で説明したように焦点検出視野が撮像範囲の中央付近に位置するため、撮像光束の一部は光分離機能面１０３ａの外側を通ることになる。
【００６６】
図２３は実際の撮像光束の説明図であって、同図において、１７３は撮像素子１０６の上端部に入射する撮像光束、１７４は撮像素子１０６の中央に入射する撮像光束、１７５は撮像素子１０６の下端部に入射する撮像光束である。撮像光束１７４は光分割機能面１０３ａを通過するので、ビームスプリッタ１０３の射出側では、先に図８を用いて説明した光分割機能面１０３ａの分光透過特性と物体の分光強度特性の積で得られる強度分布の光となる。
【００６７】
また、撮像光束１７３と１７５は、ＮＤフィルタが形成されたプリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｂをそれぞれ通過する。よって、ビームスプリッタ１０３の射出側では、先に図９を用いて説明したＮＤフィルタの分光透過特性と物体の分光強度特性の積で得られる強度分布の光となる。光分割機能面１０３ａ、面１０３−１ｂおよび面１０３−２ｂの分光透過率は可視波長域においてほとんど差がない。そのため、均一輝度面の光学像を受光手段によって撮像すると、図２４に示すように均一な明るさの画像１８０が得られ、特段輝度ムラが発生するわけではなく何ら通常の画像と変わらない撮影結果となる。仮に、プリズム１０３−１の面１０３−１ｂとプリズム１０３−２の面１０３−２ｂにＮＤフィルタが形成されておらず、１００％に近い透過率を有する。すると、受光手段によって撮像された物体の画像は、図２５に示すように中央の暗い領域１８１を挟んで上下に明るい領域１８２と１８３が形成された画像１８４のようになってしまうわけで、ＮＤフィルタを用いて透過率を調整する効果は極めて大きいと言える。
【００６８】
図２６（ａ），（ｂ）は、光束分岐手段であるビームスプリッタ１０３及び焦点検出用センサ１１２を内包するＡＦモジュールがレンズ鏡筒１０５に配置された正面及び上面を示す図である。
【００６９】
図２６（ａ），（ｂ）において、ビームスプリッタ１０３および平板ガラス１１４を保持する腕部２０１の長孔２０１ａはレンズ鏡筒１０５の地板２０４に設けられた４箇所の固定ピン２０４ａに貫通されている。そのため、腕部２０１は図２６（ｂ）の紙面左右方向にスライド可能であるが、紙面上下方向には高精度に位置規制されている。また、図２６（ａ）でわかるように、各々の固定ピン２０４ａには付勢バネ２０４ｂが設けられており、腕部２０１を光軸方向に付勢している。そのため、腕部２０１は光軸方向にもガタなく支持されている。
【００７０】
腕部２０１のビームスプリッタ１０３背面側はくりぬかれており、撮像光束は被写体、撮像レンズからビームスプリッタ１０３を通して撮像素子１０６に結像する。同様に、腕部２０１の平板ガラス１１４背面側もくりぬかれており、平板ガラス１１４が撮像素子１０６の面に位置したときは撮像光束は被写体、撮像レンズから平板ガラス１１４を通して撮像素子１０６に結像する。
【００７１】
地板２０４には駆動モータ２０２が設けられており、この駆動モータ２０２のピニオン２０２ａが腕部２０１に設けられたラック２０１ｂと噛み合っている。そのため、駆動モータ２０２の回転により腕部２０１及びビームスプリッタ１０３、平板ガラス１１４は紙面左右方向に移動可能に支持される。
【００７２】
図２６に示す位置（作用位置）では、撮像光束はビームスプリッタ１０３を介して焦点検出用センサ１１２と撮像素子１０６の両者に光束を導いている。図２７はビームスプリッタ１０３が撮像光束から退避した状態（退避位置）を示しており、代わりに、平板ガラス１１４が撮像光束内に挿入され、ビームスプリッタ１０３がなくなった事によるピント補正を行っている。
【００７３】
上記のように腕部２０１は図２６（ｂ）、図２７（ｂ）の紙面上下方向および紙面垂直方向（光軸方向）には高精度に位置決めされている。しかし、紙面左右方向には駆動モータ２０２の回転量だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。
【００７４】
図２３等で示したように、ビームスプリッタ１０３の反射面は紙面垂直方向に伸びている。そして、ビームスプリッタ１０３の移動方向もこの方向に揃えてある。そのために、ビームスプリッタ１０３の位置がその方向に多少ずれたとしても光束は高精度に反射され、焦点検出用センサ１１２に入射される。例えば、ビームスプリッタ１０３を図２３の紙面上下方向に移動させて作用位置と退避位置に移動可能にする構成では、作用位置におけるビームスプリッタ１０３の光分離機能面１０３ａ（反射面）の位置は駆動ムラにより図２６（ｂ）の紙面上下方向にずれることがある。その場合には焦点検出用センサ１１２に入射する光束位置が変化してしまうので、精度よい焦点検出は行えない。
【００７５】
これに対し本実施例１のように、反射面の伸びる方向（焦点検出用センサ１１２に対して平行な方向）にビームスプリッタ１０３を移動させると、図２６のように、多少ビームスプリッタ１０３の位置が点線１０３’のようにずれても反射面１０３ａの反射角度や反射位置は変わらないので、撮像光束は反射面１０３ａにより高精度に焦点検出用センサ１１２に入射する。これは、ビームスプリッタ１０３を光軸１０４と直交する平面内で焦点検出用センサ１１２に対して平行な方向（図２６では紙面左右方向）に移動する構成にしているからであり、言い換えると反射面１０３ａに入反射する光束を含む平面と垂直にビームスプリッタ１０３を移動するためにＡＦ精度を劣化させない駆動が可能になっている。
【００７６】
更に追記するならば、図３（ａ）に示すように、レンズ鏡筒１０５に対して結像光学系１０２及び焦点検出用センサ１１２は固定されているので、結像光学系１０２と焦点検出用センサ１１２の位置関係は高精度に保たれている。そして、図２６の機構で説明したように、ビームスプリッタ１０３は図３（ａ）において紙面左右（撮像光軸方向）および紙面上下には高精度に保持されている。但し、紙面垂直方向には駆動ムラなどで位置の誤差を生じているが、この方向にビームスプリッタ１０３の位置誤差があっても結像光学系１０２からの撮像光束は影響を受けずに焦点検出用センサ１１２に入射するので、ＡＦ精度が劣化することはない。
【００７７】
図２８は、図２６，図２７の機構の動作を、カメラの撮影シーケンスに沿って説明するフローチャートであり、このフローはカメラの電源オンでスタートし、電源オフで終了する。尚、煩雑を避ける為にこのフローでは、本発明に直接関係のない要素の動作や、各ステップにおける詳細な動作（例えば動作後の確認やタイマによる待機動作など）は省いている。
【００７８】
ステップ＃１００１では、撮像素子１０６を駆動して被写体情報を蓄積し、ＲＧＢ処理回路１３１やＹＣ処理回路１３２により各種処理を行うと共にディスプレイ装置１０７に出力して、被写体をディスプレイ装置１０７で確認できるようにする。また、これら一連の処理の中で被写体の明るさを求めている。そして、その明るさに応じてレンズ鏡筒１０５内の絞りを調節したり、撮像素子１０６の信号のゲインアップを行ったりして、ディスプレイ装置１０７に適切な明るさの被写体を表示できるようにしている。この明るさ情報は後述のステップ＃１００８にて光束分岐手段であるビームスプリッタ１０３の退避必要性の判定に使われる。
【００７９】
次のステップ＃１００２では、シャッタレリーズ釦１１１の第１段階押下によりオンするオンするスイッチＳ１がオンしているかを判定し、オンしていなければステップ＃１００１に戻り、同様の動作を繰り返す。その後、スイッチＳ１がオンするとステップ＃１００３へ進む。ステップ＃１００３では、ビームスプリッタ１０３（通常、レンズ鏡筒１０５内に（作用位置）に配置されている）を通して焦点検出用センサ１１２に入射される光束を蓄積して、焦点検出を前述した方法により行う。
【００８０】
次のステップ＃１００４では、焦点検出結果に合わせて結像光学系１０２の一部或いは全部駆動して撮像素子１０６面にピント合わせを行う。続くステップ＃１００５では、再度焦点検出用センサ１１２に入射される光束を蓄積して、被写体までの距離を前述した方法により測定して、ピントが合っている事を確認する。フローでは割愛しているが、もしもここでピントが十分にあっていないと判定した場合には、その結果を基に再度結像光学系を駆動してピント残り分を補正し、再度合焦確認を行う動作を繰り返す。（複数回、上記動作を行ってもピントが合わない場合には合焦不能を表示し、合焦動作をやめてステップ＃１００６に進む。
【００８１】
ステップ＃１００６では、シャッタレリーズ釦１１１の第２段階押下によりスイッチＳ２がオンしたかを判定し、オンしていなければステップ＃１００２に戻り、同様の動作を繰り返す。その後、スイッチＳ２がオンするとステップ＃１００７に進む。尚、図２８のフローでは、ステップ＃１００３からステップ＃１００５までの動作が終了しないとステップ＃１００６に進まないフローになっているが、これに限られず、合焦動作が完了しない状態でステップ＃１００６に進む構成にしても良い（ピントが合わない状態でもスイッチＳ２のオンで露光に進んでも良い）。
【００８２】
次のステップ＃１００７では、撮影者の好みで露光時にビームスプリッタ１０３を撮像光束内（作用位置）に位置させるか退避させるかを選べるモード（撮影者選択モード）であるかを判定し、撮影者選択モードの場合にはステップ＃１０１０に進み、自動選択モードの場合にはステップ＃１００８に進む。
【００８３】
自動選択モードであるとしてステップ＃１００８へ進むと、ここでは上記ステップ＃１００１で求めた被写体の明るさに基づいて露光時にビームスプリッタ１０３が撮像光束から退避するか否かを判定する。
【００８４】
ビームスプリッタ１０３自体は前述したように撮像素子１０６に入射する光量を減ずる。その為、通常の撮影のように明るい被写体の場合にはビームスプリッタ１０３は撮像光束内の作用位置に配置されていても良いが、暗い被写体の場合にはビームスプリッタ１０３を退避位置に駆動させて撮像素子１０６に十分被写体光量が入射するようにしている。最近の撮像素子は感度が高くなってきているために少々被写体が暗くてもビームスプリッタ１０３の退避は不要である。逆に撮像素子の感度が高い為に、被写体が明るくて撮影絞りを絞り込まなくてはならない状況が増えてくる。そのような場合においても、光束分岐手段であるビームスプリッタ１０３による光量減衰が出来るので撮影絞りを絞る必要がなく、絞りを絞ることによる回折の影響や被写界深度が深くなってしまう事を回避できる。デジタルカメラの中には被写体が明るい場合の対策としてＮＤフィルタを撮像光束内に出し入れして光量調節している機種もあるが、本実施例１のカメラの場合にはＮＤフィルタは不要になる。更に、露光時にビームスプリッタ１０３が退避する動作が不要なために撮影レリーズタイムラグを短くすることが出来る。又、極端に暗い被写体の場合には上記のようにビームスプリッタ１０３を退避させて十分な光を撮像素子１０６に導いてノイズの発生を抑えるようにしている。
【００８５】
上記ステップ１００８にて、ビームスプリッタ１０３を退避位置にさせた方が好ましい暗さと判定した場合には後述のステップ＃１０１１に進むが、そうでない時はステップ＃１００９に進み、露光を行う。これは撮像素子１０６に蓄積されている電荷をリセットし、その後被写体の明るさに応じた蓄積時間経過後に撮像素子１０６前面をシャッタなどで遮光して蓄積された電荷を読み出す動作である。又、この時同時に読み出した撮影データを記録媒体に記録する。そして露光が終了後、このフローでは図示されていないが、スイッチＳ１,Ｓ２のオンが継続されている場合はステップ＃１００９で待機し、その間撮影した画像をディスプレイ装置１０７に再生し続ける。シャッタレリーズ釦１１１の押圧操作が解除（スイッチＳ１,Ｓ２が共にオフ）された場合には再びシャッタを開けてステップ＃１００２に戻る。
【００８６】
上記ステップ＃１００８にて、被写体が暗く、露光時にはビームスプリッタ１０３を退避させた方が好ましい場合にはステップ＃１０１１に進み、露光が静止画か動画かを判定する。その結果、静止画の場合にはステップ＃１０１２に進み、ビームスプリッタ１０３を退避させるフローに進むが、動画の場合には上記のステップ＃１００９に進み、ビームスプリッタ１０３は退避させないで動画記録を行う。これは、動画の場合には動画記録中に焦点検出、合焦動作を必要とする場合がある為である。
【００８７】
ステップ＃１０１２では、上記のようにビームスプリッタ１０３を退避位置に配置させる。そして、次のステップ＃１０１３にて、上記ステップ＃１００９と同様に露光動作を行う。そして露光が終了後、このフローでは図示されていないが、スイッチＳ１,Ｓ２のオンが継続されている場合はステップ＃１０１３で待機し、その間撮影した画像をディスプレイ装置１０７に再生しつづける。一方、シャッタレリーズ釦１１１の押圧操作が解除された場合には再びシャッタを開けて、ステップ＃１０１４に進み、ビームスプリッタ１０３を作用位置に配置させ、ステップ＃１００２に戻る。
【００８８】
上記ステップ＃１００７にて撮影者がビームスプリッタ１０３の位置を選択する撮影者選択モードの場合にはステップ＃１０１０に進み、ビームスプリッタ１０３を作用位置に配置するか、退避位置に配置するかの操作状況を判定する。そして、作用位置が選択されている場合にはステップ＃１００９に進んで露光動作に移り、退避位置が選択されている場合にはステップ＃１０１２に進んで退避動作を行わせる。
【００８９】
ここで、退避位置が選択された場合には、静止画、動画に関わらず、露光時にはビームスプリッタ１０３を退避位置に配置させてユーザーの選択に従う構成にしている。このように撮影時にビームスプリッタ１０３を撮影光路に位置させるか、退避させるかを選択できるようにしている。その為、被写体が明るくて撮影絞りを絞り込まなくてはならない状況の場合においても、ビームスプリッタ１０３による光量減衰によって撮影絞りを絞る必要がなく、絞りを絞ることによる回折の影響や被写界深度が深くなってしまう事を回避できる。又、被写体が暗い場合にはビームスプリッタ１０３を退避させることで十分な光量を撮像素子１０６に導くことが出来る。
【００９０】
以上のように、頻繁にビームスプリッタ１０３が撮像光束に出入りする機構の場合には、その機構のガタによる焦点検出及び焦点調節誤差、つまり合焦精度の悪化が懸念される。しかし本実施例１のように、ビームスプリッタ１０３を撮像光軸（光軸１０４）と略直交にし、且つその反射面（光分離機能面１０３ａ）に沿う方向、別言すると、入反射光軸（光軸１１０）を含む平面と略直交する方向に移動させて、ビームスプリッタ１０３を撮像光束に対して挿入あるいは退避させる構成にすることにより、上記ガタによる焦点検出及び焦点調節誤差をゼロにできる。
【００９１】
実施例１によれば、ビームスプリッタ１０３が作用位置において保持される時の誤差が合焦精度に影響を与えることが無いようにできた。つまり、大型化を招くことなく、ビームスプリッタ１０３の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことが可能となった。
【実施例２】
【００９２】
図２９は本発明の実施例２に係わる光束分岐手段およびその保持手段等の構成を示す正面図である。図２６の実施例１と同じ機能の部品は同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００９３】
図２９において、ビームスプリッタ１０３および平板ガラス１１４を保持する腕部２０１は地板２０４に設けられたピン２０１ｃ周りに回転可能に軸支されている。このピン２０１ｃと腕部２０１との軸嵌合は高精度に管理されており、腕部２０１が光軸方向（紙面垂直方向）および紙面上下方向にがたつくことは無い。腕部２０１のビームスプリッタ１０３背面側はくりぬかれており、撮像光束は被写体、撮像レンズからビームスプリッタ１０３を通して不図示の撮像素子１０６に結像する。同様に、腕部２０１の平板ガラス１１４背面側もくりぬかれており、平板ガラス１１４が撮像素子１０６の面に位置したとき、撮像光束は被写体、撮像レンズから平板ガラス１１４を通して撮像素子１０６に結像する。
【００９４】
地板２０４にはフラットタイプの駆動モータ２０２が設けられており、駆動モータ２０２に設けられたフラットコイル２０２ｂとそれに対向する磁石（不図示）との関連で回転駆動する。駆動モータ２０２の外周には歯車が切られており、腕部２０１に設けられたラック２０１ｂと噛み合っている。そのため、駆動モータ２０２の回転により、腕部２０１及びビームスプリッタ１０３、平板ガラス１１４が紙面略左右方向に移動可能である。ここで略左右と表現したのは、実際には腕部２０１は回転運動をしているからである。しかしながら、回転中心であるピン２０１ｃに対してビームスプリッタ１０３の位置は遠く離れており、撮像素子１０６前面に位置したときの回転方向はビームスプリッタ１０３の中心から見ると、その運動は殆ど紙面左右方向である。
【００９５】
図２９に示す位置（作用位置）では、撮像光束は焦点検出用センサ１１２と撮像素子１０６の両者に光束を導いている。そして、腕部２０１が回転駆動され、紙面右周りに回転するとビームスプリッタ１０３が撮像光束から退避し、代わりに平板ガラス１１４が撮像光束内に挿入され、ビームスプリッタ１０３が無くなった事によるピント補正を行っている。
【００９６】
このように腕部２０１は図２９の紙面上下方向および紙面垂直方向（光軸方向）にはピン２０１ｃにより高精度に位置決めされている。しかし、紙面左右方向には駆動モータ２０２の回転量だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。しかし、ビームスプリッタ１０３の反射面（光分離機能面１０３ａ）は紙面左右に延びている。そして、ビームスプリッタ１０３の移動方向もこの方向に揃えてある。そのためにビームスプリッタ１０３の位置がその方向に多少ずれたとしても（点線１０３’参照）、光束はそのズレに影響されずに高精度に反射され、焦点検出用センサ１１２に入射される。
【００９７】
つまり、本実施例２のように、反射面の伸びる方向（焦点検出用センサ１１２に対して平行な方向）にビームスプリッタ１０３を移動させると、図２９のように多少ビームスプリッタ１０３の位置が点線１０３’のようにずれても光分離機能面１０３ａの反射角度や反射位置は変わらない。よって、撮像光束は反射面である光分離機能面１０３ａにより高精度に焦点検出用センサ１１２に入射する。これは、ビームスプリッタ１０３を光軸１０４と直交する平面内で焦点検出用センサ１１２に対して平行な方向（図２９では紙面左右方向）に移動する構成にしているからである。言い換えると、反射面に入反射する光束を含む平面と垂直にビームスプリッタ１０３を移動するために、合焦精度を劣化させない駆動が可能になっている。
【００９８】
実施例２によれば、ビームスプリッタ１０３が作用位置において保持される時の誤差が合焦精度に影響を与えることが無いようにできた。つまり、大型化を招くことなく、ビームスプリッタ１０３の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことが可能となった。
【実施例３】
【００９９】
図３０（ａ）本発明の実施例３に係わるデジタルカメラ１０１のレンズ鏡筒１０５部分の撮影準備状態での側面断面図、図３（ｂ）はデジタルカメラ１０１のレンズ鏡筒１０５部分の撮影準備状態での上面断面図である。図１の実施例１と同じ機能の部品は同じ符号を付し、その説明は省略する。
【０１００】
本発明の実施例３におけるビームスプリッタ１０３は単純な４５度反射ミラーであり、結像光学系１０２の構成要素を成すフォーカシングレンズ１０２ａと撮像素子１０６の間に配置される。フォーカシングレンズ１０２ａは光軸１０４方向に移動することで、ピント調節を行う。
【０１０１】
撮像素子１０６はレンズ鏡筒１０５の不図示の固定地板に対して位置決めされている。撮像光束の中央部焦点検出領域の光束は、４５度反射ミラーであるビームスプリッタ１０３によって直角に折り曲げられてほぼ１００パーセントが焦点検出用センサ１１２に入射される。
【０１０２】
概略の撮像シーケンスは次の通りである。シャッタレリーズ釦１１１の第１段階押下を検出したら、ビームスプリッタ１０３を撮像光束内に挿入させる（図３０（ａ），（ｂ）の状態）。次に、ビームスプリッタ１０３で反射された光束によって焦点検出用センサ１１２を用いて焦点検出を行う。そして、焦点の検出が終了すると、ビームスプリッタ１０３を撮像光束外に退避（図３０（ｂ）の矢印１０３ｙ方向）させる。
【０１０３】
次に、撮像素子１０６を駆動して、結像光学系１０２を透過した光束によって物体像を繰り返し撮像し、ディスプレイ装置１０７に物体像のリアルタイム表示を行う。焦点検出用センサ１１２により所定量以上のデフォーカス量が検出されたら、フォーカシングレンズ１０２ａの駆動量を算出し、その量だけフォーカシングレンズ１０２ａを動かして焦点調節を行う。焦点調節終了後は再びビームスプリッタ１０３を撮像光束内に挿入し、焦点検出用センサ１１２により焦点検出を行い、デフォーカス量が所定の範囲内にあることを確認したら、音や光による合焦表示を出す。この間、ディスプレイ装置１０７によるリアルタイム表示は行わず、ビームスプリッタ１０３挿入直前の画像の表示を続け、ディスプレイ装置１０７にビームスプリッタ１０３を挿入させる動作を表示しないようにしている。
【０１０４】
再びビームスプリッタ１０３を退避させ、撮像素子１０６を駆動して結像光学系１０２を透過した光束によって物体像を繰り返し撮像し、ディスプレイ装置１０７に物体像のリアルタイム表示を行う。その後、公知の山登り式のＡＦを行ってピントの再確認を行っても良く、或いは焦点調節終了後の焦点検出を省略して山登り式ＡＦでピントの微調整を行っても良い。
【０１０５】
シャッタレリーズ釦１１１の第２段階押下を検出したら、撮像素子１０６を駆動して高精細モードでの撮像を行う。そして、撮像された物体像に関する画像データをメモリに書き込み、最初の動作へ戻る。
【０１０６】
このように本実施例３では、シャッタレリーズ釦１１１の第１段階押下時（ピント調整時）にのみビームスプリッタ１０３が撮像光束内に挿入する構成になっている。ビームスプリッタ１０３は反射ミラーであるので撮像素子１０６の前に位置すると画像の取り込みが出来なくなるが、ビームスプリッタ１０３挿入時のみ画像の取り込みを止めてディスプレイ画面をフリーズする構成になっている。その分、ビームスプリッタ１０３が小さく、軽くなり、且つピント補正のための平板ガラス１１４が不要になるので、撮像光束内へのビームスプリッタ１０３の挿入、退避の駆動時間は極めて短くできる。そのため、通常の明るさにおける画面のフリーズ時間（ビームスプリッタ１０３の挿入時間、焦点検出用センサ１１２の蓄積時間、ビームスプリッタ１０３の退避時間）は１／１５秒程度で収まり、画像表示の繰り返しレート１／３０に対して大きな差が無い（１、２枚フリーズ）。よって、測距の為の画面フリーズは殆ど問題にならない。
【０１０７】
図３１は本発明の実施例３に係わる光束分岐手段およびその保持手段等の構成を示す正面図である。図２６の実施例１と同じ機能の部品は同じ符号を付し、その説明は省略する。
【０１０８】
図３１において、ビームスプリッタ１０３を保持する腕部２０１は、地板２０４に端部２０３ａを支えられた摺動軸２０３上に、軸受け部２０１ｄによりスライド可能に支持されている。摺動軸２０３と腕部２０１との軸嵌合は高精度に管理されており、腕部２０１が光軸方向（紙面垂直方向）および紙面上下方向にがたつくことは無い。
【０１０９】
地板２０４には駆動モータ２０２が設けられており、ピニオン２０２ａが腕部２０１に設けられたラック２０１ｂと噛み合っている。そのため、駆動モータ２０２の回転により腕部２０１及びビームスプリッタ１０３は紙面左右方向に移動可能となる。
【０１１０】
図３１に示す位置（作用位置）では、撮像光束は焦点検出用センサ１１２に導かれている。そして、腕部２０１が駆動モータ２０２により紙面左右方向に移動させられると、ビームスプリッタ１０３が撮像光束内から退避する。
【０１１１】
上記したように、腕部２０１は図３１の紙面上下方向および紙面垂直方向（光軸方向）には軸受け部２０１ｄにより高精度に位置決めされているが、紙面左右方向には駆動モータ２０２の回転量だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。しかし、ビームスプリッタ１０３の反射面は紙面左右に延びている。そして、ビームスプリッタ１０３の移動方向もこの方向に揃えてある。そのために、ビームスプリッタ１０３の位置がその方向に多少ずれたとしても光束はそのズレに影響されずに高精度に反射され、焦点検出用センサ１１２に入射される。
【０１１２】
よって、ビームスプリッタ１０３が作用位置において保持される時の誤差が合焦精度に影響を与えることが無いようにできた。つまり、大型化を招くことなく、ビームスプリッタ１０３の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことが可能となった。
【実施例４】
【０１１３】
図３２は本発明の実施例４に係わるデジタルカメラの光束分岐手段およびその保持手段等の構成を示す正面図である。図２６の実施例１と同じ機能の部品は同じ符号を付し、その説明は省略する。尚、デジタルカメラ内における構成、作動については、上記図３０に示した実施例３と同じである。
【０１１４】
図３２において、ビームスプリッタ１０３を保持する腕部２０１は、地板２０４に端部２０３ａを支えられた対の摺動軸２０３上に、軸受け部２０１ｄによりスライド可能に支持されている。対の摺動軸２０３のうち、一方の摺動軸２０３と腕部２０１との軸嵌合は高精度に管理されており、腕部２０１が光軸方向（紙面垂直方向）および紙面上下方向にがたつくことは無い。他方の摺動軸２０３は腕２０３の一方の摺動軸２０３周りへの回転止めとして用いられている。
【０１１５】
地板２０４にはフラットコイル２０５が設けられており、腕部２０１に設けられた永久磁石２０６との関連により腕部２０１を紙面左右方向に駆動する。コイル２０５の中央にはホール素子などの位置検出素子２０９が設けられており、腕部２０１（永久磁石２０６）の位置を検出している。そして、その検出結果に基づいて焦点検出用センサ１１２の駆動やあるいは撮像素子１０６の駆動を制御している。
【０１１６】
図３２に示す位置（作用位置）では、撮像光束は焦点検出用センサ１１２に導かれている。この状態でもコイル２０５に電流を印加して、腕部２０１を作用位置方向に付勢しており、外乱振動などでビームスプリッタ１０３が退避位置にずれる事は無い。そして、コイル２０５を通電すると、ビームスプリッタ１０３が撮像光束から退避する。尚、ビームスプリッタ１０３が撮像光束から退避してもコイル２０５には微弱な電流を流しつづけており、外乱によりビームスプリッタ１０３が撮像光束に入ってこないようにしている。ここは微弱な電流の継続的な印加ではなく、ビームスプリッタ１０３を常に撮像光束外に付勢するバネを設けても良い。
【０１１７】
上記したように、腕部２０１は図３２の紙面上下方向および紙面垂直方向（光軸方向）には軸受け部２０１ｄにより高精度に位置決めされているが、紙面左右方向にはコイル電流の付勢力だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。しかし、ビームスプリッタ１０３の反射面は紙面左右に延びている。そして、ビームスプリッタ１０３の移動方向もこの方向に揃えてある。そのために、ビームスプリッタ１０３の位置がその方向に多少ずれたとしても光束はそのズレに影響されずに高精度に反射され、焦点検出用センサ１１２に入射される。
【０１１８】
よって、ビームスプリッタ１０３が作用位置において保持される時の誤差が合焦精度に影響を与えることが無いようにできた。つまり、大型化を招くことなく、ビームスプリッタ１０３の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことが可能となった。
【実施例５】
【０１１９】
図３３は本発明の実施例５に係わるデジタルカメラの光束分岐手段およびその保持手段等の構成を示す正面図である。図２６の実施例１と同じ機能の部品は同じ符号を付し、その説明は省略する。尚、デジタルカメラ内における構成、作動については、上記図３０に示した実施例３と同じである。
【０１２０】
図３３において、ビームスプリッタ１０３を保持する腕部２０１は、地板２０４に設けられたピン２０１ｃ周りに回転可能に軸支されている。このピン２０１ｃと腕部２０１との軸嵌合は高精度に管理されており、腕部２０１が光軸方向（紙面垂直方向）および紙面上下方向にがたつくことは無い。
【０１２１】
腕部２０１にはフラットコイル２０５が設けられており、地板２０４に設けられた永久磁石２０６との関連により腕部２０１を紙面略左右方向に駆動する。ここで、略左右と表現したのは、実際には腕部２０１は回転運動をしているからである。しかしながら、回転中心であるピン２０１ｃに対してビームスプリッタ１０３の位置は遠く離れており、撮像素子１０６前面に位置したときの回転方向はビームスプリッタ１０３の中心から見るとその運動は殆ど紙面左右方向である。
【０１２２】
図３３に示す位置（作用位置）では、撮像光束は焦点検出用センサ１１２に導かれている。この状態でもコイル２０５に電流を印加して、腕部２０１を作用位置方向に付勢しており、外乱振動などでビームスプリッタ１０３が退避位置にずれる事は無い。そして、コイル２０５を通電すると、ビームスプリッタ１０３が撮像光束から退避する。尚、ビームスプリッタ１０３が撮像光束から退避してもコイル２０５には微弱な電流を流し続けており、外乱によりビームスプリッタが撮像光束に入ってこないようにしている。ここは微弱な電流の継続的な印加ではなく、ビームスプリッタ１０３を常に撮像光束外に付勢するバネを設けても良い。
【０１２３】
上記したように、腕部２０１は図３３の紙面上下方向および紙面垂直方向（光軸方向）にはピン２０１ｃにより高精度に位置決めされているが、紙面左右方向にはコイル電流の付勢力だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。しかし、ビームスプリッタ１０３の反射面は紙面左右に延びている。そして、ビームスプリッタ１０３の移動方向もこの方向に揃えてある。そのために、ビームスプリッタ１０３の位置がその方向に多少ずれたとしても光束はそのズレに影響されずに高精度に反射され、焦点検出用センサ１１２に入射される。
【０１２４】
よって、ビームスプリッタ１０３が作用位置において保持される時の誤差が合焦精度に影響を与えることが無いようにできた。つまり、大型化を招くことなく、ビームスプリッタ１０３の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことが可能となった。
【実施例６】
【０１２５】
上記実施例１〜５におけるビームスプリッタ１０３の退避構造は、図１（ａ），（ｂ）に開示された光学系ばかりではなく、最近デジタルカメラに積極的に採用されている屈曲光学系にも適用できる。これを本発明の実施例６として、以下に説明する。
【０１２６】
図３４は本発明の実施例６に係わるデジタルカメラの主に屈曲光学系２０７の部分を抜き出した図であり、全体で４群の高倍率ズーム光学系を形成している。
【０１２７】
図３４において、前玉２０７ｆとミラー２０７ｃおよび貼り合わせレンズ群２０７ｊにより第１群が構成されており、変倍の為に主光軸２０７ａに沿って移動する第２群２０７ｋと常時固定の第３群２０７ｌ、ピント調整の為に主光軸２０７ａに沿って移動する第４群２０７ｍにより屈曲光学系は成り立っている。そして、第４群２０７ｍと撮像素子１０６の間にビームスプリッタ１０３が設けられており、ビームスプリッタ１０３の退避時には紙面垂直方向（反射面の沿う方向）に移動する。尚、この実施例６の保持手段は、上記実施例１〜５のいずれの構成であっても良い。
【０１２８】
図３５（ａ）は、図３４で説明した屈曲光学系を搭載したデジタルカメラ２０８の上面図、図３５（ｂ）はその正面図である。
【０１２９】
屈曲光学系のミラー２０７ｃは、その反射面に沿う方向（図３４では紙面垂直方向、図３５（ａ），（ｂ）では紙面左右方向）にデジタルカメラ２０８の長手方向を揃えることで、このデジタルカメラ２０８のボディ全体の薄型化を図っている。そして、図３５（ａ）に示したように、ビームスプリッタ１０３はデジタルカメラ２０８の長手方向に沿って作用位置と退避位置を移動する配置となっている。これは、上記実施例１〜５で説明したように、ビームスプリッタ１０３をその反射面に沿う方向に移動させた方が合焦精度が高くできるためである。また、図３５（ａ），（ｂ）を見てわかるように、移動方向がデジタルカメラ２０８の長手方向に沿っているので、ビームスプリッタ１０３を退避の為にデジタルカメラ２０８を厚くする必要は無い。デジタルカメラ２０８の長手方向の空いたスペースを有効に利用できるからである。
【０１３０】
実施例６によれば、ビームスプリッタ１０３が作用位置において保持される時の誤差が合焦精度に影響を与えることが無いようにできた。つまり、大型化を招くことなく、ビームスプリッタ１０３の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことが可能となった。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
以上の実施例１〜６では、デジタルカメラを例にして説明を続けてきたが、本発明はデジタルカメラに限られず、合焦装置として構成することもである。さらには、ビデオカメラや、監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、撮像機能を有する携帯電話などにも展開できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の実施例１に係わるデジタルカメラの要部構成を示す断面図である。
【図２】図１のデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１のデジタルカメラにおいてビームスプリッタ作用位置でのレンズ鏡筒部分の構成図である。
【図４】図１のデジタルカメラにおいてビームスプリッタ退避位置でのレンズ鏡筒部分の構成図である。
【図５】図１に示すビームスプリッタの断面図である。
【図６】図１に示すビームスプリッタの斜視図である。
【図７】図１に示すビームスプリッタの分解斜視図である。
【図８】図１に示すビームスプリッタの光分割機能面の光学特性を示す図である。
【図９】デジタルカメラに用いられる一般的なＮＤフィルタの光学特性の例を示す図である。
【図１０】本発明の実施例１に係わるＡＦモジュールによる焦点検出視野図である。
【図１１】本発明の実施例１に係わるＡＦモジュールの焦点検出面を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施例１に係わる撮像素子の画素部の断面図
【図１３】本発明の実施例１に係わる撮像素子の１画素の光電変換部を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施例１に係わる撮像素子の各画素を連結して焦点検出に使用するための画素列とした状態を表す平面図である。
【図１５】本発明の実施例１に係わる撮像素子の各画素を連結して焦点検出に使用するための画素列とした状態を表す斜視図である。
【図１６】図１５の第１配線層１５４の開口１５４Ａ，１５４Ｂを示す平面図である。
【図１７】本発明の実施例１に係わる焦点検出視野１１２−１の部分断面図である。
【図１８】本発明の実施例１に係わる焦点検出視野１１２−１の部分断面図である。
【図１９】図２のＡＦ制御回路１４０に入力された焦点検出用センサの出力信号波形を示す図である。
【図２０】図２のＡＦ制御回路１４０に入力された焦点検出用センサの出力信号波形を示す図である。
【図２１】図１の結像光学系１０２の射出瞳上での焦点検出光束の通過領域を説明するための図である。
【図２２】本発明の実施例１に係わる撮像光束の説明図である。
【図２３】本発明の実施例１に係わる焦点検出光束を描いたビームスプリッタ周辺の断面図である。
【図２４】本発明の実施例１において画像上の輝度ムラの発生度合いを示す図である。
【図２５】本発明の実施例１において画像上の輝度ムラの発生度合いを示す図である。
【図２６】本発明の実施例１において作用位置での光束分岐手段及びその保持手段等の正面及び側面を示す図である。
【図２７】本発明の実施例１において退避位置での光束分岐手段及びその保持手段等の正面及び側面を示す図である。
【図２８】本発明の実施例１における撮影シーケンスを示すフローチャートである。
【図２９】本発明の実施例２に係わるデジタルカメラにおける作用位置での光束分岐手段及びその保持手段等の正面図である。
【図３０】本発明の実施例３に係わるデジタルカメラにおけるレンズ鏡筒部分のビームスプリッタ作用位置での断面図である。
【図３１】本発明の実施例３に係わるデジタルカメラにおける作用位置での光束分岐手段及びその保持手段等の正面を示す図である。
【図３２】本発明の実施例４における作用位置での光束分岐手段及びその保持手段の正面を示す図である。
【図３３】本発明の実施例５における作用位置での光束分岐手段及びその保持手段の正面を示す図である。
【図３４】本発明の実施例6に係わるデジタルカメラにおける屈曲光学系のレイアウトを示す図である。
【図３５】図３４の屈曲光学系を内包したデジタルカメラの断面図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１０２    結像光学系
１０３    ビームスプリッタ（光束分岐手段）
１０６    撮像素子（撮像面）
１１２    焦点検出用センサ（受光手段）
１１３    ローパスフィルタ
１１４    平板ガラス
２０１    腕部（保持手段の一部）
２０２    駆動コイル（保持手段の一部）
２０４    地板（保持手段の一部）
２０５    コイル（保持手段の一部）
２０６    永久磁石（保持手段の一部）
２０７    屈折光学系
【図１】
2007094073.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007094073.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2007094073.tif 000015
【図１４】
2007094073.tif 000016
【図１５】
2007094073.tif 000017
【図１６】
2007094073.tif 000018
【図１７】
2007094073.tif 000019
【図１８】
2007094073.tif 000020
【図１９】
2007094073.tif 000021
【図２０】
2007094073.tif 000022
【図２１】
2007094073.tif 000023
【図２２】
2007094073.tif 000024
【図２３】
2007094073.tif 000025
【図２４】
2007094073.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2007094073.tif 000031
【図３０】
2007094073.tif 000032
【図３１】
2007094073.tif 000033
【図３２】
2007094073.tif 000034
【図３３】
2007094073.tif 000035
【図３４】
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【図３５】
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